(57)【要約】  本発明は、少なくとも主パイプライン（２）および側枝パイプライン（３）を備える配管システム（１）を提供し、側枝パイプライン（３）が接合部（４）で主パイプライン（２）と交わり、側枝パイプライン（３）が複数の穿孔（６）を有する有孔板（５）を備え、有孔板（５）が（主パイプライン（２）内の流れ方向に対して）下流半部分（５Ｂ）と上流半部分（５Ａ）を有し、下流半部分（５Ｂ）の開口面積が上流半部分（５Ａ）の開口面積より小さく、有孔板（５）が、有孔板（５）の接合部（４）から外方に向かう側に突出部（８）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも主パイプライン（２）および側枝パイプライン（３）を備える配管システム（１）であって、接合部（４）において、前記側枝パイプライン（３）が前記主パイプライン（２）と交わり、
前記側枝パイプライン（３）が、複数の穿孔（６）を有する有孔板（５）を備え、
前記有孔板（５）が、（前記主パイプライン（２）内の流れ方向に対して）下流半部分（５Ｂ）と、上流半部分（５Ａ）とを有し、前記下流半部分（５Ｂ）の開口面積は前記上流半部分（５Ａ）の開口面積よりも小さく、
前記有孔板（５）が、有孔板（５）の前記接合部（４）から外方に向かう側に突出部（８）を備える、配管システム（１）。
【請求項２】
前記側枝パイプライン（３）が、前記接合部（４）で交わらない端部で閉じている、請求項１に記載の配管システム（１）。
【請求項３】
前記有孔板（５）が、前記側枝パイプライン（３）の長手方向軸に対して実質的に垂直に配置されている、請求項１または２に記載の配管システム（１）。
【請求項４】
前記有孔板（５）の開口面積の割合が２５％〜７５％、好ましくは少なくとも３０％、さらに好ましくは少なくとも３５％であり、好ましくは多くとも６０％、さらに好ましくは多くとも５０％である、請求項１〜３のいずれかに記載の配管システム（１）。
【請求項５】
前記有孔板（５）が、前記接合部（４）から、０〜１５側枝パイプライン直径、好ましくは０〜１０側枝パイプライン直径、さらに好ましくは０〜５側枝パイプライン直径の距離に配置されている、請求項１〜４のいずれかに記載の配管システム（１）。
【請求項６】
前記突出部（８）が、前記有孔板（５）を、穿孔（６）を有する領域（５Ａ）と穿孔を有しない領域（５Ｂ）に分割している、請求項１〜５のいずれかに記載の配管システム（１）。
【請求項７】
前記有孔板（５）が複数の穿孔（６）を有し、前記有孔板（５）が突出部（８）を備える、請求項１〜６のいずれかに記載の配管システム（１）に記載された有孔板（５）。
【請求項８】
前記有孔板（５）の開口面積の割合が、２５％〜７５％、好ましくは少なくとも３０％、さらに好ましくは少なくとも３５％であり、好ましくは多くとも６０％、さらに好ましくは多くとも５０％である、請求項７に記載の有孔板（５）。
【請求項９】
前記突出部（８）が、前記有孔板（５）を、穿孔（６）を有する領域（５Ａ）と、穿孔を有しない領域（５Ｂ）に分割している、請求項７または８に記載の有孔板（５）。
【請求項１０】
特に、少なくとも主パイプライン（２）および側枝パイプライン（３）を備える配管システム（１）において、流動誘起振動を抑制するために、請求項１〜６のいずれかに記載の配管システム（１）または請求項７〜９のいずれかに記載の有孔板（５）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管システムに関し、特に、少なくとも主パイプラインおよび側枝パイプラインを備え、側枝パイプラインが接合部において主パイプラインと交わる、気体および／または液体を輸送する配管システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
配管システムの既知の問題の１つとして、流動誘起音響共鳴により側枝パイプラインの流動誘起振動が発生することがある。この問題は、側枝パイプライン内に貫流が生じない、例えば、リリーフバルブ（ＲＶ）配管の場合のように、側枝パイプラインが「デッドレグ（溜まり）」である場合、特に、関連する。
【０００３】
配管振動が軽減されない場合、配管振動の応力の繰り返しにより、側枝パイプラインが疲労破損を引き起こすことがある。側枝パイプラインの振動は、流量が増加するにつれて増加することがあり、安全な作業のために振動レベルを確実に許容範囲内に収めるように生産の制限（生産延期など）を余儀なくされることがある。
【０００４】
側枝パイプラインの流動誘起振動を抑えるため、これまでいくつかの取り組みが提案されている。以下は、かかる取り組みの例である。
―Ｄ．Ｔｏｎｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，“Ａｅｒｏａｃｏｕｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ｐｉｐｅ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ｃｌｏｓｅｄ  ｂｒａｎｃｈｅｓ”，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｅｒｏａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｖｏｌｕｍｅ  １０，ｐａｇｅｓ  ２０１−２７６，２０１１、
―Ｓ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｆｌｏｗ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｃｌｏｓｅｄ  ｓｉｄｅ  ｂｒａｎｃｈ  ｐｉｐｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５年１１月１０日オンラインで公開、および
−ＵＳ４８６７１９０。
【０００５】
ＵＳ２００８／００１８１０３は、軽量航空機のダクトを通る気流の制御に関する。
【０００６】
ＵＳ２０１２／０２０６０１１は、原子力発電所に関し、特に、原子炉システムの閉じた側枝パイプラインでの定在波の励起によって生じ、損害を与える可能性のあるノイズおよび振動を軽減するためのシステムに関する。
【０００７】
ＪＰ２００８２５６１３０（要約）は、流体管を開示している。
【０００８】
ＥＰ１２４３８５０Ａ１は、水配管の構成に関し、特に、主管からの閉じた分岐管内に発生するキャビティフローによって形成される熱成層に基づく有害作用を回避する水配管の構成に関する。
【０００９】
流動誘起振動を抑制する代替的取り組みの実現に対する要望は継続的に存在している。さらに、流動誘起振動を抑制するいくつかの既知の取り組みに関しては、その実施が実現困難であり、配管レイアウトに大幅な変更が要求されるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上述した要求を満たし、流動誘起振動を抑制する代替的な取り組みを提供することである。
【００１１】
さらなる目的は、配管レイアウトに大幅な変更を要求することなく、流動誘起振動を抑制する代替的な取り組みを提供することである。
【００１２】
さらに、本発明のさらなる目的は、（ＬＮＧで使用されるような）大口径配管利用に適した、流動誘起振動を抑える取り組みを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
少なくとも主パイプラインおよび側枝パイプラインを備え、接合部で側枝パイプラインが主パイプラインと交わる配管システムを提供することにより、上述したまたはその他の目的のうちの１つまたは複数を達成することができ、
【００１４】
側枝パイプラインは、複数の穿孔を有する有孔板を備え、
【００１５】
有孔板は、（主パイプラインの流れ方向に対して）下流半部分と上流半部分とを有し、下流半部分の開口面積は上流半部分の開口面積よりも小さく、
【００１６】
有孔板は、有孔板の接合部から外方に向かう側に突出部を備える。
【００１７】
驚くべきことに、複数の穿孔を有する有孔板を側枝パイプラインに使用することによって、流動誘起振動が大幅に削減できることが、本発明により見出された。
【００１８】
本発明のさらなる利点は、大口径の配管利用にも適していることである。実際には、本発明は、パイプ称呼寸法（ＮＰＳ）が少なくとも１０インチの側枝パイプラインを有する配管システムに特に適しており、穿孔のサイズは、次いで、特に「洗浄作業」（配管システムを通過する流れに、さもなければ可能性として有孔板の穿孔を塞ぎ得る固体の不純物が実質的に存在しない場合）のために、穿孔が塞がる可能性が少なくなるように設計および成形することができるためである。
【００１９】
本発明の別の利点は、配管システムのレイアウトに実質的な変更を要求しないことである。また、有孔板の製造および設置は簡単であり、穿孔のサイズと形状はリリーフ圧降下の制約に適合するよう設計することが可能であり（リリーフ状態のＲＶ配管など）、穿孔が塞がれる可能性を確実に低くすることも容易である。
【００２０】
特定の理論に拘束されることを望むものではないが、本発明は分岐管路への励起速度を弱め、側枝パイプラインの中に伝播する音響圧力波と側枝パイプラインから外に伝播する音響圧力波とを減衰させると考えられる。結果として得られる正味の効果は、側枝パイプラインの流動励起周波数と音響共鳴周波数とを離調することにより側枝パイプライン内の振動を軽減することであると考えられる。
【００２１】
当業者であれば、配管システム、ならびに主パイプラインおよび側枝パイプラインがいかようにも制限されないことを容易に理解するであろう。配管システムが２つまたはそれ以上の分岐路を備え得ることは当然である。
【００２２】
それに限定されるものではないが、本発明は特に大口径の利用に適している。
【００２３】
さらに、側枝パイプラインが接合部で交わらない端部で閉じている、すなわち、側枝パイプラインがいわゆる「デッドレグ」であることが好ましい。当然ながら、配管システムは２つまたはそれ以上の側枝パイプライン（同じ管径または別の管径を有する）を有し得るが、端部が開いたものもあれば閉じたものもある。
【００２４】
当業者であれば、有孔板は決して制限されないことを容易に理解するであろう。典型的には、有孔板は、金属、セラミックなどの耐圧素材で作製される。複数の穿孔は、多様な形状とサイズから選択することが可能であり、パターン（例えば三角ピッチ）で配置することも可能であり、または多少ランダムに配置することも可能である。
【００２５】
好ましくは、側枝パイプラインの長手方向軸に実質的に直交するように、有孔板を配置する。この文脈において、「実質的に直交」とは、側枝パイプラインの長手方向軸に対して８０°〜１００°の角度であり、より好ましくは８５°〜９５°の角度である。最も好ましくは、設置を容易にするために、側枝パイプラインの長手軸方向に対して９０°の角度に配置する。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態によれば、有孔板の開口面積の割合は、２５％〜７５％であり、好ましくは少なくとも３０％であり、さらに好ましくは少なくとも３５％、好ましくは多くとも６０％であり、さらに好ましくは多くとも５０％である。
【００２７】
好ましくは、有孔板は、接合部から０〜１５側枝パイプライン直径、好ましくは０〜１０、さらに好ましくは０〜５側枝パイプライン直径の距離に配置される。
【００２８】
上述のように、本発明によれば、有孔板は、有孔板の接合部から外方に向かう側に突出部を備える。当業者であれば、突出部の形状とサイズは特に制限されないことを容易に理解するであろう。好ましくは、突出部は畝状である。典型的には、突出部は有孔板の下流半部分に位置する。さらに、畝形状の突出部の場合、突出部は、装着された有孔板の長手方向軸に対して９０°〜３０°の角度で配置される。
【００２９】
また、突出部により、穿孔のある領域と穿孔のない領域に、有孔板を分割することが好ましい。
【００３０】
さらなる態様において、本発明は、本発明に従う配管システムで記載された有孔板を提供し、ここで有孔板は複数の穿孔を有し、有孔板は突出部を備える。
【００３１】
上述したように、有孔板の開口面積の割合は、２５％〜７５％が好ましく、好ましくは少なくとも３０％、さらに好ましくは少なくとも３５％、好ましくは多くとも６０％、さらに好ましくは多くとも５０％である。
【００３２】
上述したように、本発明によれば、有孔板は突出部を備える。好ましくは、突出部は、有孔板を、穿孔を有する領域と穿孔のない領域に分割する。
【００３３】
さらなる態様において、本発明は、流動誘起振動を抑制するために本発明に従う配管システムおよび有孔板の使用を提供する。特に、配管システムは、少なくとも主パイプラインおよび側枝パイプラインを備える（側枝パイプラインは好ましくは接合部から外方に向かう端部で閉じている）。
【００３４】
以下、本発明を、次の限定されない図面によりさらに示す。同じ参照番号は、同じまたは類似の構成要素を指す。本明細書の図面は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による配管システムの概念的な断面図である。
【図２】有孔板（本発明によるものではないが、本発明のさらなる図に含まれる）の透視図である。
【図３】本発明による有孔板の実施形態の透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、通常、参照番号１で参照される配管システムの断面図を示す。
【００３７】
配管システム１は、ＮＰＳ（パイプ称呼寸法）直径が４８インチである主パイプライン２と、２つの側枝パイプライン３（ＮＰＳ直径１２インチのものが１つ、ＮＰＳ直径が１８インチのものが１つ）と、接合部４と、複数の穿孔を有する有孔板５を備える。側枝パイプライン３は、各接合部４で主パイプライン２と交わる。図１の実施形態において、側枝パイプライン３は、接合部４と交わらないそれぞれの端部で閉じている。有孔板５は、上流側に配置された側枝パイプライン（ＮＰＳ１２インチ）と下流側に配置された側枝パイプライン（ＮＰＳ１８インチ）のそれぞれに、接合部４から０．９５および０．７０側枝パイプライン直径の距離に配置される。
【００３８】
主パイプライン２の流れ方向は矢印で示されている（この方向は側枝パイプラインからの相対的な上流位置および下流位置も定義している）。
【００３９】
図２〜３は、有孔板５の異なる２つの実施形態を示す。動作中、図３の有孔板を、図２の有孔板と比較した場合、管の振動を大幅に削減する結果となったように見えた。
【００４０】
図２の実施形態（本発明によるものではない）において、有孔板５は、穿孔６が三角ピッチで配置された規則的なパターンを有している。穿孔６に加えて、フランジボルト穴７を示す。図２の有孔板５は、４２％の開口面積を有する（側枝パイプライン３に装着したとき、フランジボルト穴７は開口面積に追加されないので、フランジボルト穴７が提供する開口空間は無視する）。
【００４１】
本発明による図３の実施形態において、有孔板５は４２％の開口面積を有する（この場合もやはり、フランジボルト穴７が提供する開口空間を無視する）。さらに、図３の有孔板５は、突出部８を備える（配管システム１に装着されたとき、有孔板５の接合部４から外方に向かう側に）。図３の実施形態において、突出部８は、畝形状をしており、有孔板５を、穿孔６を有する領域５Ａと穿孔を有しない領域５Ｂに分割する。配管システム１に装着されたとき、主パイプライン２の流れ方向に対して、領域５Ｂは領域５Ａの下流にある。
【００４２】
当業者は、多くの変形が本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることを容易に理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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